세계정복을 노리는 헬 박사는 아수라 남작에게 강일원 박사를 죽이고 광자력 연구소를 점령하라는 명령을 내린다. 한편 세계적인 과학자 강일원 박사는 초합금 Z를 발명한 뒤 꼭 해야 할 일이 있다면서 은퇴를 선언한다. 그러던 중 아수라 남작에게 습격을 당한 강일원 박사는 쇠돌과 철이에게 별장으로 와달라고 한다. 그리고 자신이 만든 마징가 Z를 두 사람에게 보여주는데...

애리의 아빠이자 강 박사의 제자인 윤현조 교수를 만난 쇠돌은 돌아가신 할아버지의 편지를 전한다. 그 편지에는 헬 박사에 관한 이야기와 쇠돌에게 마징가 Z를 맡긴다는 유언이 적혀 있었다. 그러던 중 헬 박사의 기계수가 도시에 나타났다는 소식을 들은 쇠돌은 기계수를 물리치겠다며 마징가 Z를 타고 나가는데...

마징가 Z에게 무참하게 당한 헬 박사는 분노를 금치 못한다. 그러자 아수라 남작은 쇠돌이 아직 로봇 조종이 미숙하니 이 틈에 마징가 Z를 해치워야 한다고 한다. 한편 쇠돌은 조종 연습을 하다가 애리와 다투고 자기 멋대로 움직이다가 결국엔 기절하고 만다. 그 소식을 들은 헬 박사는 쇠돌이 쓰러져 있는 틈을 타서 새로운 로봇을 광자력 연구소로 보내는데...

가이아 Q5라는 새로운 기계수를 만든 헬 박사는 가이아 Q5가 가진 울트라 마그네틱 파워를 이용해 마징가 Z를 혼란에 빠뜨린 후 광자력 연구소를 점령할 작전을 세운다. 그러던 중 애리의 아프로다이 에이스가 가이아 Q5의 마그네틱 웨이브를 맞고 날뛰기 시작한다. 그 소식을 들은 쇠돌은 마징가 Z를 타고 나가지만 마징가 Z 역시 마그네틱 웨이브를 맞는데...

헬 박사는 궁리하던 끝에 환영을 이용하여 마징가 Z를 없애기로 계획한다. 아수라 남작은 마징가 Z를 조종하는 쇠돌이를 제거하려고 했지만 실패하고 만다. 하지만 그것 역시 아수라 남작의 계획이었다. 한편, 쇠돌이는 아수라 남작이 마징가 Z의 환영을 내세워서 마을을 파괴하는 것을 보고 분노하는데...

쇠돌이는 마징가 Z를 능숙하게 사용하기 위해 열심히 공부한다. 그러던 중 기계수가 마을에서 난동 부린다는 말에 쇠돌이와 애리는 마을로 향한다. 전투 중 심각한 손상을 입은 아프로다이 A를 이끌고 먼저 연구소로 돌아온 애리는 또 다른 기계수가 연구소를 공격하기 위해 접근 중이라는 걸 알게 되고 다시 아프로다이 A를 타고 기계수에게 맞서는데...